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专业背景:计算机科学 研究方向与兴趣: JavaEE-Web软件开发, 生物信息学, 数据挖掘与机器学习, 智能信息系统 目前工作: 基因组, 转录组, NGS高通量数据分析, 生物数据挖掘, 植物系统发育和比较进化基因组学

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生物信息学最有“钱图”的方向——药物基因组学【转】  

2011-01-12 11:29:26|  分类: 生物信息学 |  标签: |举报 |字号 订阅

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药物基因组学
(Pharmacogenomics)
李培进(军事医学科学院情报研究所)
人们早先知道个体对药物的反应在分子水平上存在差异。但是,直到近年来随着人类基因
组计划的顺利进行和RFLP、PCR技术的发展,药物基因组学的概念才逐渐形成。
药物基因组学的启动要归功于大制药公司的积极参与。1997年,Genset和Abbott两公司发
起了药物基因组计划,随后又有大批制药公司参加了基因组的开发,如Incyte公司计划在
未来2年投资2亿美元开展研究。
1998年6月,美国国立医学科学研究所(NIGMS, National Institute General Medical
Sciences)在NIH召开会议时,建议以NIGMS为主的科研机构启动药物基因组计划。
一、研究内容及目标
目前药物基因组学(Pharmacogenomics)通常是指以快速增长的人类基因组中所有基因信息
,指导新药开发的一个领域。药物基因组学可以说是基因功能学与分子药理学的结合。
随着认识的增加,人们对药物基因组学产生了极大的兴趣。现代医学不再只注重预防和传
统治疗,正向着安全有效和药物的经济治疗方向发展。药物基因组学不是研究疾病的遗传
因素,而是探讨药物作用的遗传分布,以满足临床需要。遗传多样性对个体差异,临床症
状的长短、费用和临床治疗的疗效等有决定性作用。药物基因组学要求药物的生产考虑到
药物投放地区人群中有关的等位基因的频率,医疗处方也将因人而异而趋向个人化。
药物基因组学区别于一般意义上的基因组学,它不是以发现人体基因组基因为主要目的,
而是相对简单地利用已知的基因理论改善病人的治疗。
药物基因组计划是研究对包括药物在内的外界化学物质(有毒外源物)反应的遗传多样性。
虽然有关药物遗传学多态性的研究已经有30年了,但直到近5年,随着RFLP和PCR技术的发
展,一些分子机理才被研究清楚。药物基因组计划的主要研究内容包括:
1、 支持对药物反应的个体多样性的重要机理的研究;
2、 建立决定个体药物反应的蛋白质多样性的数据库;
3、 鉴定重要序列的多样性,重点研究对药物反应表现型相关的基因型。
二、研究方法
药物基因组学的研究不同于一般的基因学研究,不需要发现新的基因。影响药物效应的基
因通常是通过细胞生物学或生物化学研究已经发现了的基因,还可以使用药物探针发现已
知基因有意义的功能与药物效应的关系,或者发现与药效相关的有意义基因。
药物基因组学研究的主要策略包括选择药物起效、活化、排泄等相关过程的候选基因进行
研究,鉴定基因序列的变异。这些变异既可以在生化水平进行研究,估计它们在药物作用
中的意义,也可以在人群中进行研究,用统计学原理分析基因突变与药效的关系。
全基因组扫描可用来寻找遗传多态性,得到影响药物作用的多态性后,可以优化药物设计
和发现新化合物。应用大规模系统研究基因组可以加速发现药物反应的标记,如包括作用
到药物、药物代谢或疾病通道上的靶标。由于影响药物反应多态性的性状结果与RNA和蛋
白质的改变有关,转录分析可提供药物基因组学标记。许多药物基因组学和诊断上选择蛋
白质标记。临床样品中蛋白质的相对稳定性适合于广泛使用的ELISA方法,同时利用两维
凝胶电泳结合质谱分析可对临床样品进行大规模分析和鉴定,而目前随着质谱分析敏感性
的提高,两维凝胶电泳和层析分离的快速发展使得对蛋白质组研究成为可能。蛋白质组将
从血液和体液中鉴定高预测性的药物基因组学标记。
药物基因组学开辟了一个崭新的领域,它不同于以往的定位克隆和EST测序等技术,规模
和个体范围上都很大,它将用于临床上发现具有潜在的效应和毒性资料的化合物,对有限
市场的低效和高毒性药物通过药物基因组学加以改善。随着对人类群体和疾病特定模型及
毒性的分子水平认识,药物基因组学将优化对人类的药物作用。在计算机图谱上定位和捕
获所有SNPs(存在于基因内外的单碱基置换)和人类100000个基因及用SNPs跟踪遗传疾病和
为每个个体寻找有新靶点的药物等。
三、研究现状
随着药物基因组学概念的提出,很多大的制药公司和实验室看到了它的潜在商机,纷纷在
此方向投资,很多实验室与制药公司在药物基因组学方面进行研究开发(表1)。制药业
对药物基因组学感兴趣的主要原因是,药物基因组学可以:
1、加快新药开发的步伐;
2、降低新药的研究开发费用;
3、减少药物的副作用。
在人类基因组计划的牵引下,药物基因组学正从诞生向药物开发的技术平台转化。
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